2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the genetic background of heat stress tolerance in dairy cattle in Southeast Asia
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16H02766
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大蔵 聡 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20263163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 二子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10608855)
PHENG Vutha 名古屋大学, アジアサテライトキャンパス学院(農), 特任准教授 (70747120)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 応用動物 / 獣医学 / 畜産学 / 神経科学 / ストレス / ウシ / 暑熱 / 心拍変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、地球温暖化に伴う夏季の猛暑が顕著であり、乳用牛が受ける暑熱ストレスによる生産性低下は解決すべき最も重要な課題のひとつとなっている。アジアなどの熱帯地域にはその土地の環境に適応した在来種のウシが存在し、それらは暑さに強い特徴をもつ。本研究は、東南アジア地域で飼育されているウシの生理学的および遺伝学的解析を行い、それらのウシが暑熱ストレス耐性を有するメカニズムを解明することを目的とする。
本年度は、前年度に引き続き、名古屋大学カンボジアサテライトキャンパス内実験農場で飼育されているカンボジア由来およびタイ由来の乳用牛を対象として、ホルター心電計を用いた心拍変動解析により、ウシに負荷される暑熱ストレスの評価を行った。また、飼育環境の環境温度、相対湿度および直腸温度を記録した。直射日光に曝露されているとき（暑熱環境下）、環境温度、温度－湿度指数およびウシの直腸温度が有意に上昇し、直射日光の曝露によりウシには暑熱ストレスが負荷されていることが確認できた。このとき、心拍変動解析により、交感神経系活性が上昇し、かつ、副交感神経系活性が低下する個体と、これらが明確に変動しない個体の2群に分けることができた。前者は暑熱ストレスに対してストレス反応を示した群、後者は暑熱ストレスに対してストレス反応を示さない耐性個体の群と考えられた。これらの結果から、ホルター心電図記録による心拍変動解析法により、暑熱ストレス耐性を有する個体を選抜できることが明らかとなった。
また、心拍変動解析法を用いて暑熱ストレスへの適応度が異なる個体を抽出し、ウシSNPアレイを用いた網羅的遺伝子多型解析を行うための事前準備を、カンボジア、タイおよびフィリピンにおいて実施した。次年度以降に心拍変動解析およびゲノムDNA試料を収集し、東南アジア地域の乳用牛において暑熱ストレス耐性に関与するSNPの抽出に着手する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画では、まず、東南アジア地域（カンボジア、タイおよびフィリピン）で飼育されているウシを対象として、ホルター心電計を用いた心拍変動解析により暑熱ストレス耐性評価を行うことを目的とした。名古屋大学カンボジアサテライトキャンパス内実験農場で飼育されているカンボジア由来およびタイ由来の乳用牛を用いて、ウシのホルター心電図を記録する手技を確立し、暑熱環境下における心拍変動の解析から、心拍変動の周波数成分パラメータを用いて暑熱ストレス耐性を有する個体を選抜できることを明らかにできた。
次年度以降には、ホルター心電図記録による心拍変動解析法を用いて、東南アジア地域で飼育されている乳用牛の暑熱ストレス耐性を評価し、暑熱ストレス耐性に関与すると考えられるSNPの抽出に着手する。これにより、暑熱ストレス耐性の原因となる候補遺伝子の同定をめざす予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、東南アジア地域のウシが暑熱ストレス耐性を有するメカニズムを解明することを目的として、①心拍変動解析による暑熱ストレス耐性評価法を確立して、暑熱環境下にあるウシの生理学的特徴を明らかにし、②カンボジア、タイおよびフィリピンの乳用牛を多数用いて、暑熱ストレス環境への適応度が異なる個体（暑熱耐性個体および暑熱非耐性個体）を抽出する。さらに、③ゲノムDNA試料を採取して網羅的遺伝子多型解析を行い、暑熱ストレス耐性の原因となる遺伝子の候補を同定することをめざしている。本年度までに、心拍変動解析による暑熱ストレス耐性評価法の確立が完了した（①）。今後はこの評価法を用い、年次計画に基づいて暑熱ストレス環境への適応度が異なるウシ個体の抽出（②）と、ウシSNPアレイを用いた網羅的遺伝子多型解析（③）に着手し、東南アジア地域のウシの暑熱ストレス耐性の原因遺伝子の解明に全力をあげる。
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[Journal Article] Evaluation of heat stress response in crossbred dairy cows under tropical climate by analysis of heart rate variability.2018
Author(s)
Bun, C., Watanabe, Y., Uenoyama, Y., Inoue, N., Ieda, N., Matsuda, F., Tsukamura, H., Kuwahara, M., Maeda, K.-I., Ohkura, S. and Pheng, V.
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Journal Title
The Journal of Veterinary Medical Science
Volume: 80
Pages: 181-185
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Evaluation of heat stress responses by analysis of heart rate variability in crossbred dairy cows under the tropical climate.2017
Author(s)
Bun, C., Watanabe, Y., Ohkura, S., Uenoyama, Y., Inoue, N., Ieda, N., Matsuda, F., Tsukamura, H., Kuwahara, M., Maeda, K.-I. and Pheng, V.
Organizer
The 4th World Congress on Reproductive Biology
Int'l Joint Research
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